package com.atguigu.tree.threadbinarytree;

/**
 * 线索二叉树
 * @author Amos
 * @date 2022/6/22
 */

public class ThreadedBinaryTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 测试一把中序线索二叉树的功能
        HeroNode root = new HeroNode(1, "tom");
        HeroNode node2 = new HeroNode(3, "jack");
        HeroNode node3 = new HeroNode(6, "smith");
        HeroNode node4 = new HeroNode(8, "mary");
        HeroNode node5 = new HeroNode(10, "king");
        HeroNode node6 = new HeroNode(14, "dim");

        // 二叉树，后面我们要递归创建，现在简单处理使用手动创建
        root.setLeft(node2);
        root.setRight(node3);
        node2.setLeft(node4);
        node2.setRight(node5);

        node3.setLeft(node6);

        // 测试中序线索化
        ThreadedBinaryTree threadedBinaryTree = new ThreadedBinaryTree();
        threadedBinaryTree.setRoot(root);
        threadedBinaryTree.threadedNodes();

        // 测试：以10号节点测试
        HeroNode leftNode = node5.getLeft();
        HeroNode rightNode = node5.getRight();
        System.out.println("10号节点的前驱节点是=" + leftNode); // 3
        System.out.println("10号节点的后继节点是=" + rightNode); // 1

        System.out.println("使用线索化的方式遍历 线索化二叉树");
        threadedBinaryTree.threadedList(); // 8,3,10,1,14,6
    }
}

// 定义ThreadedBinaryTree二叉树
class ThreadedBinaryTree {
    private HeroNode root;

    // 为了实现线索化，需要创建当前节点的前驱节点的指针
    // 在递归进行线索化时，pre总是保留前一个节点
    private HeroNode pre = null;

    public void setRoot(HeroNode root) {
        this.root = root;
    }

    // 重载一把threadedNodes方法
    public void threadedNodes() {
        this.threadedNodes(root);
    }

    // 遍历线索化二叉树的方法
    public void threadedList() {
        // 定义一个变量，存储当前遍历的节点，从root开始
        HeroNode node = root;
        while (node != null) {
            // 循环的找到leftType == 1的节点，第一个找到就是8节点
            // 后面随着遍历而变化，因为leftType==1时，说明该节点是按线索化
            // 处理后的有效节点
            while (node.getLeftType() == 0) {
                node = node.getLeft();
            }

            // 打印当前这个节点
            System.out.println(node);
            // 如果当前节点的右指针指向的是后继节点，就一直输出
            while (node.getRightType() == 1) {
                // 获取到当前节点的后继节点
                node = node.getRight();
                System.out.println(node);
            }
            // 替换这个遍历的节点
            node = node.getRight();
        }
    }

    // 编写对二叉树进行中序线索化的方法

    /**
     *
     * @param node 就是当前需要线索化的节点
     */
    public void threadedNodes(HeroNode node) {
        // 如果node == null，不能线索化
        if (node == null) {
            return;
        }

        // 1. 先线索化左子树
        threadedNodes(node.getLeft());
        // 2. 线索化当前节点, 有难度

        // 处理当前节点的前序节点
        if (node.getLeft() == null) {
            // 当前节点的左指针指向前驱节点
            node.setLeft(pre);
            // 修改当前节点的左指针的类型, 指向前驱节点
            node.setLeftType(1);
        }

        // 处理后继节点, 需要动脑筋
        if (pre != null && pre.getRight() == null) {
            // 让前驱节点的右指针指向当前节点
            pre.setRight(node);
            // 修改前驱节点的右指针类型
            pre.setRightType(1);
        }

        // !!! 每处理一个节点后，让当前节点是下一个节点的前驱节点
        pre = node;



        // 3. 再线索化右子树
        threadedNodes(node.getRight());

    }

    // 删除节点
    public void delNode(int no) {
        if (root != null) {
            // 如果只有一个root节点, 需要立即判断
            if (root.getNo() == no) {
                root = null;
            } else {
                // 递归删除
                root.delNode(no);
            }
        } else {
            System.out.println("空树，不能删除~");
        }
    }

    // 前序遍历
    public void preOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.preOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }

    // 中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.infixOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }

    // 后续遍历
    public void postOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.postOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }

    // 前序遍历
    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.preOrderSearch(no);
        } else {
            return null;
        }
    }

    // 中序遍历
    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.infixOrderSearch(no);
        } else {
            return null;
        }
    }

    // 后序遍历
    public HeroNode postOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.postOrderSearch(no);
        } else {
            return null;
        }
    }

}


//
// 先创建HeroNode节点
class HeroNode {
    private int no;
    private String name;
    private HeroNode left; // 默认null
    private HeroNode right;

    // 说明
    // 1. 如果leftType == 0 表示指向的是左子树，如果 1 则表示指向前驱节点
    // 2. 如果rightType == 0 表示指向右子树， 如果 1 表示指向后继节点
    private int leftType;
    private int rightType;

    public int getLeftType() {
        return leftType;
    }

    public void setLeftType(int leftType) {
        this.leftType = leftType;
    }

    public int getRightType() {
        return rightType;
    }

    public void setRightType(int rightType) {
        this.rightType = rightType;
    }

    public HeroNode(int no, String name) {
        this.no = no;
        this.name = name;
    }

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public HeroNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(HeroNode left) {
        this.left = left;
    }

    public HeroNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(HeroNode right) {
        this.right = right;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    // 递归删除节点
    // 1. 如果删除的节点是叶子节点，则删除该节点
    // 2. 如果删除的节点是非叶子节点，则删除该子树
    public void delNode(int no) {
        if (this.left != null && this.left.no == no) {
            this.left = null;
            return;
        }
        if (this.right != null && this.right.no == no) {
            this.right = null;
            return;
        }
        // 左子树递归删除
        if (this.left != null) {
            this.left.delNode(no);
        }
        // 右子树递归删除
        if (this.right != null) {
            this.right.delNode(no);
        }
    }

    // 前序遍历
    public void preOrder() {
        System.out.println(this); // 先输出父节点
        // 递归向左子树前序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.preOrder();
        }
        // 递归向右子树前序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.preOrder();
        }
    }

    // 中序遍历
    public void infixOrder() {
        // 递归左子树中序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        // 输出父节点
        System.out.println(this);
        // 递归向右子树中序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

    // 后序遍历
    public void postOrder() {
        if (this.left != null) {
            this.left.postOrder();
        }
        if (this.right != null) {
            this.right.postOrder();
        }
        System.out.println(this);
    }

    // 前序查找
    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        System.out.println("进入前序遍历");
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.preOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.preOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    // 中序遍历查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    // 后序遍历查找
    public HeroNode postOrderSearch(int no) {
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.postOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) { // 说明在左子树找到
            return resNode;
        }
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.postOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        return resNode;
    }
}
